[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Klebeband mit einem Träger auf Basis von thermoplastischen
Polymeren, der einseitig mit einer lösemittelfreien Klebemasse auf Basis von Naturkautschuklatex
beschichtet ist, sowie die Verwendung des Klebebands als Verpackungsklebeband.
[0002] Klebebänder mit Folien auf Basis von Polyolefinen, wie beispielsweise biaxial gerecktem
Polypropylen, und Klebemassen auf Basis von lösemittelhaltigem Naturkautschuk oder
wäßrigen Acrylatdispersionen sind bekannt und werden von bekannten Herstellern angeboten.
[0003] Eine Beschreibung befindet sich beispielsweise in "Packaging Tapes", Stefan Röber
in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Third Edition, edited by Donatas
Satas, Satas&Associates, Warwick, Rhode Island pp. 787-814. Weitere Beschreibungen
befinden sich in "European Adhesives & Sealants" 10(4), 1993, 29 von G. Pedala und
"European Adhesives & Sealants" 2(2), 1985, 18 von R.W. Andrew.
[0004] Aufgrund der bekannten Nachteile bei der Herstellung von lösemittelhaltigen Klebebändern,
wie zum Beispiel das aufwendige Recycling von ösungsmitteln, die Emission von Lösungsmittel
in die Umwelt, die Gefährdung am Arbeitsplatz durch leicht entflammbare Lösungsmittel
und die Beschränkung der Beschichtungsgeschwindigkeit durch Trocknung der Klebemasse,
sind lösemittelfreie Technologien zur Herstellung von Klebebändern von fortschreitender
Bedeutung.
[0005] Nachteilig ist neben der bereits beschriebenen Problematik der Lösemitteltechnologie
der erforderliche Abbau des Naturkautschuks bei der Herstellung der Klebemasse, die
Mastikation. Hieraus resultiert eine deutlich nachlassende Kohäsivität der Klebemasse
je nach Stärke des Abbau durch mechanische Belastung.
[0006] Der zielgerichtet durchgeführte technische Prozeß des Kautschukabbaus unter der kombinierten
Einwirkung von Scherspannung, Temperatur, Luftsauerstoff wird in der Fachliteratur
als Mastikation (engl.: mastication) bezeichnet und zumeist im Beisein chemischer
Hilfsmittel durchgeführt, welche aus der Fachliteratur als Mastiziermittel oder Peptizer,
seltener auch als "chemische Plastiziermittel" bekannt sind.
[0007] Der Mastikationsschritt ist in der Kautschuktechnologie nötig, um eine Erleichterung
der Aufnahme der Zusatzstoffe zu erzielen.
[0008] Die Mastikation stellt eine gummitechnologische Bezeichnung für den Abbau langkettiger
Kautschuk-Moleküle zur Erhöhung der Plastizität beziehungsweise Reduzierung der (Mooney-)Viskosität
von Kautschuken dar. Die Mastikation wird durchgeführt durch Behandlung insbesondere
von Naturkautschuk in Knetern oder zwischen Walzen bei möglichst niedrigen Temperaturen
in Gegenwart von Mastikationshilfsmitteln (Mastizierhilfsmittel). Die dabei einwirkenden
hohen mechanischen Kräfte führen zu einem "Zerreißen" der Kautschuk-Moleküle unter
Bildung von Makroradikalen, deren Rekombination durch Reaktion mit Luftsauerstoff
verhindert wird. Mastikationshilfsmittel wie aromatische oder heterocyclische Mercaptane
beziehungsweise deren Zink-Salze oder Disulfide beschleunigen durch Begünstigung der
Bildung von Primärradikalen den Mastikationsprozeß. Aktivatoren wie Metall- (Eisen-,
Kupfer-, Cobalt-) Salze von Tetraazaporphyrinen oder Phthalocyaninen ermöglichen eine
Erniedrigung der Mastikationstemperatur. Mastikationshilfsmittel werden bei der Mastikation
von Naturkautschuk in Mengen von ca. 0,1 bis 0,5 Gew.-% in Form von Masterbatches
eingesetzt, die eine gleichmäßige Verteilung dieser geringen Chemikalienmenge in der
Kautschukmasse erleichtern.
[0009] Die Mastikation ist streng zu unterscheiden von dem sich bei allen üblichen lösungsmittelfreien
Polymertechnologien wie Compoundieren, Fördern und Beschichten in der Schmelze ergebenden
Abbau, der Degradation (engl.: degradation).
[0010] Die Degradation ist eine Kollektivbezeichnung für unterschiedliche Prozesse, die
das Aussehen und die Eigenschaften von Kunststoffen verändem. Degradation kann zum
Beispiel durch chemische, thermische, oxidative, mechanische oder biologische Einflüsse
oder auch durch Strahleneinwirkung (wie (UV-)Licht) verursacht werden. Folge sind
zum Beispiel Oxidation, Kettenspaltungen, Depolymerisation, Vernetzung beziehungsweise
Abspaltung von Seitengruppen der Polymeren. Die Stabilität von Polymeren gegenüber
einer Degradation kann durch Additive, zum Beispiel durch Zusatz von Stabilisatoren
wie Antioxidantien oder Photostabilisatoren erhöht werden.
[0011] Die Verwendung stark abgebauter Klebemassen auf Basis von Naturkautschuk-Schmelzhaftklebem
für Klebebänder, insbesondere Verpackungsklebebänder, zum Verschließen von Kartons
aus recyceltem Papier oder Kartonagen, führt dazu, daß sich die Kartons frühzeitig
öffnen. Bei ausreichender großer Deckelspannung des Kartons, verursacht durch den
Fülldruck des verpackten Materials im Karton oder durch die dem Verschließen entgegenwirkende
Spannung des Verpackungsmaterials, löst sich das Klebeband von der Kartonoberfläche
und der Karton öffnet sich durch Abrutschen des Verpackungsklebebandes.
[0012] Verpackungsklebebänder für Kartonagen können daher nicht mit einer aus Düsen beschichteten
Klebemasse auf Basis von Naturkautschuk hergestellt werden. Die Kohäsion derartiger
Massen ist nicht ausreichend. Bei Verwendung von Klebemassen aus Basis von Naturkautschuklatex,
das heißt wasserbasierenden Naturkautschuk, entfällt jede Art von mechanischem Abbau
des Kautschuks. Die Klebemassen zeichnen sich daher durch exzellente Kohäsion aus.
[0013] Die Kohäsion und damit die Verpackungssicherheit von Klebebändern mit einer Klebemasse
auf Basis von Naturkautschuk kann entweder durch Vemetzung der Kautschuk-Klebemasse
und/oder durch eine Herstellungsvariante der Klebemasse, bei der der eingesetzte Naturkautschuk
deutlich weniger stark abgebaut wird und somit ein höheres Molekulargewicht aufweist,
verbessert werden. Hierdurch kann einem Abrutschen der Klebebänder auf der Kartonoberfläche,
wie oben beschrieben, entgegengewirkt werden.
[0014] Lösemittelfreie Technologien zur Herstellung von Klebebändern, insbesondere Verpackungsklebebändern,
ist bisher auf die Verwendung von Klebemasse auf Basis von Acrylatdispersionen sowie
auf die Verwendung von schmelzenden, thermoplastischen Elastomeren beschränkt.
[0015] Vorteil dieser thermoplastischen Elastomeren, vorwiegend Blockcopolymere mit Polystyrolblöcken,
ist der relativ niedrige Erweichungspunkt und die damit verbundene Vereinfachung des
Auftrags- beziehungsweise Streichprozesses sowie die Vermeidung der oben beschriebenen
Nachteile der lösemittel-basierenden Technologien.
[0016] Weitere lösemittelfreie Systeme auf Basis wäßriger Klebestoffe, wie beispielsweise
Klebesysteme auf Basis von Polyvinylacetat, Polyvinylacetat-Ethylen-Copolymere, Neopren,
Styrol-Butadien, Polyurethan, Polyvinylalkohol, finden aufgrund einer für Klebebänder,
insbesondere Verpackungsklebebänder, ungünstigen Kosten und/oder Leistungsstruktur
keine oder nur geringfügige Anwendung.
[0017] Eine Übersicht über die wichtigsten wäßrigen Klebstoffsysteme sowie ihre Verwendung
findet sich in "Solvent free adhesives", T.E. Rolando (H. B. Fuller) in Rapra Rev.
Rep. 1997, 9(5), 3-30 Rapra Technology Ltd.
[0018] Verschiedene Wege zur lösungsmittelfreien Herstellung und Verarbeitung von Kautschuk-Haftklebem
sind bekannt.
[0019] Eine Übersicht über solche Klebemassen und deren Einsatz im Bereich der Pressure
Sensitive Adhesives findet sich in "Natural Rubber Adhesives" (G. L. Butler in Handbook
of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Third Edition, edited by Donata Satas,
Van Nostrand Reinhold New York, pp.261-287).
[0020] Alle bekannten Verfahren zeichnen sich durch extrem starken Kautschukabbau aus. Dieser
erfordert bei der Weiterverarbeitung der Massen zu Selbstklebebändern extreme Vernetzungsbedingungen
und hat außerdem ein teilweise eingeschränktes Anwendungsprofil, insbesondere für
den Einsatz resultierender Selbstklebebänder bei höheren Temperaturen, zur Folge.
Lösemittelfreie Schmelzhaftkleber auf Basis von nichtthermoplastischen Elastomeren,
wie zum Beispiel Naturkautschuk oder anderer hochmolekularer Kautschuke, weisen ohne
Vemetzungsschritt der Klebemasse eine für die meisten Anwendungen ungenügende Kohäsion
auf und kommen somit nicht für den Einsatz im Rahmen eines Verpackungsklebebandes
in Frage. Ursache für dieses Versagen von unvernetzten Klebemassen auf Basis Naturkautschuk
ist die relativ starke Reduzierung des Molekulargewichts durch die Verarbeitung beziehungsweise
durch den Herstellungsprozess der Klebemassen auf Basis von Naturkautschuk und die
hierbei resultierende, verminderte beziehungsweise ungenügende Kohäsion der Klebemassen.
[0021] In CA 698 518 wird ein Prozeß beschrieben, wie eine Masseherstellung durch Zusatz
hoher Weichmacheranteile und/oder gleichzeitig starker Mastikation des Kautschuks
zu erreichen ist. Zwar lassen sich nach diesem Verfahren Haftkleber mit extrem hoher
Anfaßklebkraft erzielen, durch den relativ hohen Weichmacheranteil oder auch den starken
Abbau der Molekularstruktur des Elastomers auf ein Molekulargewichtsmittel von M
w ≤ 1 Million ist die anwendergerechte Scherfestigkeit auch mit anschließender höherer
Vernetzung nur eingeschränkt zu erreichen.
[0022] Die Verwendung von Polymerblends, in denen neben nicht-thermoplastischem Naturkautschuk
auch Blockcopolymere im Verhältnis von ca. 1:1 eingesetzt werden, stellt im wesentlichen
eine unbefriedigende Kompromißlösung dar, da sich weder hohe Scherfestigkeiten beim
Einsatz der Selbstklebebänder bei höheren Temperaturen, noch deutliche Verbesserungen
gegenüber den in CA 698 518 beschriebenen Eigenschaften ergeben.
[0023] Roh-Naturkautschuklatex wird von den Plantagen geliefert und mittels entsprechender
Methoden gereinigt, konserviert und aufkonzentriert. Allgemein beschrieben werden
die Latextypen und Methoden der Verarbeitung in "Naturkautschuk - Technisches Informationsblatt",
Malaysian Rubber Producers Research Association, L1, 1977 und in "Kautschuktechnologie",
Werner Hofmann, Gentner Verlag Stuttgart S. 51ff.
[0024] Naturkautschuklatex wird als Naturprodukt von sogenannten Latexbäumen geerntet. Nach
diversen Aufbereitungsschritten zur Auftrennung und Reinigung werden vier Grundtypen
von Naturkautschuklatices unterschieden:
1. Standard Naturkautschuklatex mit einem hohen Ammoniakgehalt von 0,7 Gew.-%
2. Naturkautschuklatex mit niedrigem Ammoniakgehalt von 0,2 Gew.-% in Kombination
mit Zinkoxid und Tetramethyl-thiuram-dissulphid < 0,035 Gew.-%
3. Naturkautschuklatex doppelt zentrifugiert mit besonders hoher Reinheit
4. Naturkautschuklatex teilweise vulkanisiert für speziellen Anwendungen
[0025] Eine Mastikation und der damit verbundene Abbau des Naturkautschuks ist bei der Herstellung
von Klebemassen auf Basis von Naturkautschuklatex nicht notwendig, da im Falle der
lösemittelfreien, wäßrigen Klebemasse durch einfaches Vermischen der Komponenten eine
Mastikation und damit ein Molekülabbau durch mechanische Belastung nicht stattfindet.
Hieraus resultiert eine enge Verschlaufung der Naturkautschuk-Latex/Isoprenmoleküle,
ein hohes Molekulargewicht bedingt durch fehlende Mastikation, eine breite Molekulargewichtsverteilung
und ein niedriger Erweichungspunkt T
g.
[0026] Diese Faktoren bedingen eine sehr gute Balance zwischen Kohäsion und Adhäsion der
aus Harzabmischungen resultierenden Klebemasse, und weiterhin ein für Klebebänder
äußerst leistungsstarkes Eigenschaftsprofil über einen sehr breiten Temperaturbereich.
[0027] Die Herstellung von wäßrigen Klebemassen auf Basis von Naturkautschuklatex ist bekannt.
Diese Klebemassen werden wie oben beschrieben zur Herstellung von selbstklebenden
Etiketten verwendet. Hierbei werden die üblichen Methoden zur Herstellung von Dispersionsklebestoffen
verwendet.
[0028] Ebenfalls ist die Herstellung von Klebemassensystemen, welche Naturkautschuklatex
enthalten, in EP 0 960 923 A1 beschrieben. Hierbei wird zum einen die Herstellung
von Dispersionsklebemassen offenbart als auch die Einbringung von Naturkautschuklatex
in andere Naturkautschukklebesysteme mittels Kneter, Mischer oder Extruder. Diese
derart hergestellten Klebemassen können auf Folien oder Vliesen beschichtet werden.
[0029] Eine Verbesserung der Verpackungseigenschaften derartiger Klebebänder mittels einer
kontrollierten, nachhaltigen Vemetzung der Klebemasse, die zudem im Rahmen eines sinnvollen
Produktionsprozesses eingesetzt werden kann, ist nicht beschrieben.
[0030] Bei Verwendung von Klebemassenvariationen auf Basis von Naturkautschuklatex ist -
wie bereits oben ausgeführt - eine nachhaltige Vernetzung nicht notwendig, um ein
gutes den meisten anderen Klebemassensystemen überlegenes Verpackungsverhalten zu
erzielen.
[0031] Durch den Einsatz der zuvor beschriebenen stabilisierenden Harzdispersionen sowie
durch Verwendung von Naturkautschuklatex und somit des Fehlens jeglichen mechanischen
Kautschukabbaus ist eine Herstellung, Verarbeitung und Beschichtung von Klebemassen
auf Basis von Naturkautschuklatex möglich und damit die Herstellung von Klebebändem,
weil die Klebemasse eine sehr hohe Kohäsion und damit optimale Verpackungssicherheit
aufweist.
[0032] Nicht nur für Verpackungsklebebänder zum Kartonverschluß, sondern auch für andere
Verpackungsklebebänder wie Strapping-Tapes ist daher eine ausreichende Kohäsion der
Klebemasse auf Basis von Naturkautschuk notwendig.
[0033] Dieses positive Verhalten über einen breiten Temperaturbereich wird ausgenutzt bei
dem in JP 56 030 481 A1 beschriebenen Klebeband mit einer Klebemasse auf Basis von
Naturkautschuklatex. Durch Verwendung des Naturkautschuklatex wird ein stoßunempfindliches
Verhalten bei niedrigen Temperaturen beschrieben.
[0034] Ein weiterer Punkt ist, daß Naturkautschuklatex sich durch ein besonders breites
Spektrum an Anwendungen auszeichnet. So ist Naturkautschuklatex einerseits für den
Einsatz als Klebemasse für Verpackungsmaterialien geeignet und zum anderen für Anwendungen
außerhalb der Klebetechnologie.
[0035] Nachteilig an Klebemassensystemen auf Basis von Naturkautschuklatex ist die mangelnde
Stabilität des Rohstoffes Naturkautschuklatex gegenüber mechanischer Belastung und
der damit verbundenen Koagulation des Naturkautschuklatex in der Klebemasse. Diese
Scherempfindlichkeit bedingt die eingeschränkte Handhabbarkeit und Einsetzbarkeit
des Naturkautschuklatex für die Klebemassentechnologie und Klebebandindustrie. Die
Herstellung von Klebebändern, bei der die Naturkautschuklatex enthaltende Klebemasse
mit hoher Geschwindigkeit auf eine Folie beschichtet werden kann, ist bisher nicht
bekannt.
[0036] Durch den Einsatz von stabilisierenden Harzdispersionen und/oder oberflächenaktiven
Substanzen, wie zum Beispiel Emulgatoren, kann die Stabilität des Naturkautschuklatex
deutlich gesteigert werden. Mit der Steigerung der Stabilität des Naturkautschuklatex
durch oberflächenaktive Stoffe in hohen Konzentrationen ist aber gleichzeitig ein
Verlust der Kohäsion der Klebemasse gekoppelt, so daß hierbei eine ausgewogene Balance
zwischen Stabilisierung und ausreichender Kohäsion gefunden werden muß.
[0037] Die allgemeine Verwendung von Naturkautschuklatex für Klebemassen sowie den Latex
stabilisierende Harzdispersionen ist beschrieben in "Tackified waterborne adhesive
for PSA tapes", J. G. de Hullu, European Adhesive & Sealants, 12 (1998), pp 11-12.
Durch den Einsatz derartiger den Naturkautschuklatex stabilisierender Harzdispersionen
wird eine Verarbeitung beziehungsweise Beschichtung von Klebemassen auf Basis von
Naturkautschuklatex ermöglicht. Durch das störungsfreie Aufbringen der Dispersionsklebemassen
auf einen polymeren Träger ist eine technisch machbare und ökonomisch sinnvolle Klebeband-Produktion
möglich. Der Einsatz einer geeigneten Zusammensetzung der Klebemasse und die technische
Einstellung und Optimierung der Beschichtungsanlagen erlauben den Einsatz dieser Technologie.
[0038] Die Verwendung entschäumender Additive bei wäßrigen Klebstoffen ist Stand der Technik.
Hierbei finden insbesondere Entschäumer auf Basis von Mineralöl, von modifizierten
Fettsäuren und Fettalkoholen, von Polyethem und Silikonen Verwendung. Entschäumer
können bei der Verwendung von wäßrigen Klebemassen erforderlich sein, um eine für
die Standardproduktion ausreichend geringe Schaumbildung zu gewährleisten.
[0039] Gemeinsam ist diesen Entschäumern, daß sie auf Grund ihrer speziellen oberflächenaktiven
Wirkung bei einer Vielzahl von wäßrigen Klebemassesystemen entweder eine gute entschäumende
Wirkung aufweisen oder eine ausreichende Benetzbarkeit der wäßrigen Klebemasse auf
polymeren Oberflächen, wie zum Beispiel Polypropylen, gewährleisten. Eine gleichzeitig
gute Anti-Schaumbildung und gute Benetzbarkeit der Klebemasse auf polymeren Oberflächen
ist mit diesen Typen von Entschäumern nicht zu erreichen.
[0040] Bei geeigneter entschäumender Wirkung bilden sich Krater beim Ausstreichen der wäßrigen
Klebemasse auf polymeren Oberflächen.
[0041] Daher ist die Verwendung von speziell modifizierten Entschäumern für wäßrige Klebemassen,
die einen ausreichenden entschäumenden Effekt und eine ausreichende Benetzung der
Klebemasse auf Polymeroberflächen generieren, nicht vorbekannt.
[0042] Die Anwendung und die Entwicklung eines Klebebandes, welches leise abrollt und für
Verpackungsanwendungen geeignet ist, ist von J.G. de Hullu nicht beschrieben. Die
Verwendung von leise abrollenden Klebebändern, insbesondere zum Kartonverschluß, ist
jedoch von großer Bedeutung innerhalb der Verpackungsindustrie, um die Lärmbelastung
in den Verpackungshallen zu erniedrigen und somit die Arbeitsleistung zu erhöhen.
Die Fähigkeit des leisen Abrollens ist von fundamentaler Bedeutung, um ein Verpackungsklebeband
im mittleren bis oberen Preis-/Leistungssegment einzuordnen.
[0043] Verpackungsklebebänder zum Kartonverschluß werden bei der Verpackungsindustrie maschinell
oder manuell appliziert. Hierbei ist besonders in großen Verpackungsstrassen und Hallen
das leise, nicht knatternde Abrollverhalten ein zusätzlicher Vorteil von Verpackungsklebebändern,
um das Arbeiten angenehmer zu gestalten. Dies ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal
für Verpackungsklebebänder in Europa.
[0044] Hierbei werden bei leise ablaufenden Klebebändern, in einem Abstand von 25 cm, weniger
als 80 dB (A) gemessen, während laut, knatternd ablaufende Verpackungsklebebänder
deutlich höhere dB(A) Werte erreichen.
[0045] Derzeit im Markt befindliche Klebebänder mit einem Träger auf Basis von gerecktem
Polypropylen können je nach Klebemasse in folgende Varianten unterteilt werden:
Klebebänder mit einer Klebemasse auf Basis von
- lösemittelhaltigem Naturkautschuk (a),
- einem Styrol-Isopren-Styrol-Schmelzhaftkleber (b) und
- einer wasserbasierenden Acrylatdispersion (c)
(a) Polypropylenbasierende Verpackungsklebebänder mit einer Klebemasse auf Basis von
lösemittelhaltigem Naturkautschuk laufen bei entsprechender Masse leise ab. Hierzu
ist eine weiche, flexible Masse notwendig. Meistens jedoch sind derartige Klebebänder
mit einer lösemittelhaltigen Carbamatlackierung versehen, um die Abrollkraft zu reduzieren.
Die Rückseitenlackierung führt dazu, daß das Klebeband laut und knatternd abrollt.
(b) Polypropylenbasierende Verpackungsklebebänder mit einer Klebemasse auf Basis von
Styrol-Isopren-Styrol-Schmelzhaftklebern können nur in Verbindung mit einer geeigneten
Rückseitenlackierung eingesetzt werden. Ohne Rückseitenlackierung ist bedingt durch
die chemische Struktur der Masse die Abrollkraft des Klebebandes so hoch, daß der
Träger beim Abrollen geschädigt wird und somit die Verpackungseigenschaften stark
herabgesetzt werden. Die Rückseitenlackierung, meist lösemittelhaltige Carbamatlackierungen,
führen dazu, daß das Klebeband extrem laut und knatternd abrollt.
(c) Polypropylenbasierende Verpackungsklebebänder mit einer Klebemasse auf Basis von
wasserbasierenden Acrylaten werden in Kombination mit einer Coronabehandlung der Rückseite,
der Klebemasse abgewandten Trägerseite, eingesetzt. Ohne entsprechende Coronabehandlung
der Rückseite laufen diese Klebebänder laut und knatternd ab. Mit entsprechend eingestellter
Coronabehandlung der Rückseite kann ein leises und knatterfreies Ablaufen der Verpackungsklebebänder
erreicht werden.
Dies wird in der EP 0 096 841 A1 beschrieben. Durch diese Coronabehandlung der Trägerrückseite,
zum Beispiel nach der Beschichtung während des Schneidprozesses, wird die Abrollkraft
der Klebebänder erhöht und somit ein Abplatzen der Klebemasse vom Träger verhindert.
Dieses Abplatzen der Klebemasse vom Träger auf Grund des Abrollvorganges führt zu
einem lauten, knatternden Abrollverhalten. Mittels der Coronabehandlung der Rückseite
in geeignetem Maße wird das Klebeband leise abrollend. Hierbei wird durch geeignete
Coronabehandlung der Rückseite die Abrollkraft eingestellt und somit auch das Abrollverhalten
eingestellt. Bis zum heutigen Entwicklungsstand sind alle Klebebänder ohne Rückseitencoronabehandlung
laut abrollend.
Die Coronabehandlung der Klebebänder bringt im wesentlichen Nachteile mit sich. Zum
ersten ist ein zusätzlicher Arbeitsschritt verbunden, der eine zusätzliche maschinelle
Ausrüstung verlangt. Im Falle der Coronabehandlung beim Schneidprozeß können nur Schneidmaschinen
mit einer Schneidcorona verwendet werden. Dies erfordert teilweise zusätzliche maschinelle
Anschaffungen. Zum zweiten ist die genaue Stärke der Coronabehandlung entscheidend,
um den gewünschten Effekt zu erzielen. Dies bringt eine große Prozeßunsicherheit mit
sich, die zu verstärkter Qualitätskontrolle verpflichtet.
Im Falle einer zu geringen Coronaleistung wird der gewünschte Effekt des leisen Abrollens
nur unzureichend erfüllt, und da die resultierenden fertigen Klebebänder nicht nachbehandelt
werden können, ist die Produktion von Ausschuß die Folge. Im Falle einer zu starken
Coronaleistung wird die Abrollkraft zu stark erhöht, wodurch es zu einer Trägerüberdehnung,
einem Trägerabriß oder zu einem Übergang der Klebemasse während des Abrollens des
Klebebandes kommt.
[0046] Bei der Herstellung von Klebebändern mit Klebemassen auf Basis von Naturkautschuk
werden hierbei sowohl wasserbasierte als auch lösemittelhaltige Primer als Haftvermittler
zwischen Klebemasse und Trägerfolie eingesetzt. Diese eingesetzten Haftvermittler
haben zum Teil eine auf die aus Lösung aufgetragene Klebemasse auf Basis von Naturkautschuk
vernetzende Wirkung.
[0047] Allgemein ist Naturkautschuklatex als Komponente für Klebemassen bekannt. Die Einsatzgebiete
derartiger Klebemassen auf Basis von Naturkautschuklatex sind Anwendungen im Bereich
der Etiketten und Pflastertechnologie.
[0048] Monoaxial und biaxial gereckte Folien auf Basis von Polypropylen werden in großen
Mengen für Verpackungsklebebänder eingesetzt. Während für die Anwendung eines Verpackungsklebebandes
für den Kartonverschluß biaxial gereckte Folien auf Basis Polypropylen bevorzugt werden,
finden im Bereich der Strapping-Tapes monoaxial gereckte Polypropylenfolien Verwendung.
Diese zeichnen sich durch sehr hohe Reißfestigkeit und geringe Dehnung in Längsrichtung
aus und sind sehr gut für das Bündeln beziehungsweise für den Zusammenhalt von Paletten
geeignet. Bei Verwendung von Klebemassen, die eine ungenügende Kohäsion aufweisen
oder eine unzureichende Verankerung der Klebemasse auf der Folie, führt das Abrutschen
der Strapping-Tapes zu einem Verrutschen der Paletten und somit zu einer ungenügenden
Sicherung der Paletten. Eine unzureichende Verankerung der Klebemasse auf der Folie
führt bei Verwendung von Kartonverschlußbändern zu einem frühzeitigen Öffnen der verpackten
Kartons.
[0049] Thermoplastfolien auf Basis von Polyvinylchlorid (PVC) werden zur Herstellung von
Klebebändern von verschiedenen Herstellern eingesetzt. Hierbei zeichnen sich vor allem
Folien auf Basis von PET durch eine hohe Reißdehnung und Wärmebeständigkeit von 130
°C bis 175 °C und Resistenz gegenüber verdünnten Laugen und Säuren aus. Weiterhin
besitzen Folien auf Basis von Polyestern eine sehr hohe Abriebfestigkeit und Durchschlagfestigkeit,
sind aber aufgrund des relativ hohen Preises gegenüber Folien auf Basis von Polyolefinen
weniger verbreitet im Bereich der Verpackungsklebebänder.
[0050] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Klebebänder mit Folien auf Basis von thermoplastischen
Polymeren und lösemittelfrei hergestellten, wasserbasierenden Klebemassen auf Basis
von Naturkautschuklatex zu schaffen, wobei die Klebemasse sich bei der Beschichtung
beziehungsweise der Verarbeitung durch eine geringe Schaumbildung und gute Benetzungseigenschaften
auszeichnet. Weiterhin sollen die Klebebänder leicht und leise abrollen.
[0051] Darüber hinaus sollen die neuen Klebebänder als Verpackungsklebebänder für handelsübliche
Kartonagen hervorragend geeignet sein.
[0052] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Klebeband, wie es im Hauptanspruch dargelegt
ist. Gegenstand der Unteransprüche sind vorteilhafte Fortbildungen des Erfindungsgegenstands.
Des weiteren betrifft die Erfindung Verwendungsvorschläge des erfindungsgemäßen Klebebands.
[0053] Demgemäß betrifft die Erfindung ein einseitig selbstklebend ausgerüstetes Klebeband,
mit einer Folie auf Basis von thermoplastischen Polymeren.
[0054] Die Folie ist einseitig mit einer Klebeschicht versehen, hergestellt aus einer Mischung
enthaltend
35 bis 69,5 Gew.-% |
ein Naturkautschuklatex |
20 bis 64,5 Gew.-% |
eine Harzdispersion auf Basis eines Kohlenwasserstoffharzes, |
0,5 bis 20 Gew.-% |
eines auf Öl basierenden Additivs. |
0,001 bis 3 Gew.-% |
eines Entschäumers auf Basis organomodifizierter Polysiloxane (OMS) |
[0055] Überraschend und völlig unerwartet für den Fachmann zeigt sich, daß bei Verwendung
von organomodifizierten Polysiloxanen für die Klebemasse auf Basis Naturkautschuklatex
und einem Träger auf Basis von thermoplastischen Polymeren eine sehr geringe Schaumbildung
bei der Klebemasse eingestellt werden kann und trotzdem die Klebemasse eine ausgezeichnete
Benetzung der polymeren Oberfläche beim Ausstreichen zeigt.
[0056] Erfindungsgemäß als Folien einsetzen lassen sich monoaxial und biaxial gereckte Folien
auf Basis von Polyolefinen, dann Folien auf Basis von gerecktem Polyethylen oder gereckten
Copolymeren, enthaltend Ethylen- und/oder Polypropyleneinheiten, gegebenenfalls auch
PVC-Folien, PET-Folien, Folien auf Basis von Vinylpolymeren, Polyamiden, Polyester,
Polyacetalen, Polycarbonaten
[0057] Vorzugsweise besteht die Folie aus gereckten Polyolefinen und/oder weist eine Foliendicke
zwischen 20 und 50 µm auf.
[0058] Monoaxial gerecktes Polypropylen zeichnet sich durch seine sehr hohe Reißfestigkeit
und geringe Dehnung in Längsrichtung aus und wird beispielsweise zur Herstellung von
Strapping-Tapes verwendet. Besonders bevorzugt zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Klebebänder, insbesondere zum Bündeln und Palettieren von Kartonagen und anderen Gütern,
sind monoaxial gereckte Folien auf Basis von Polypropylen.
[0059] Die Dicken der monoaxial gereckten Folien auf Basis von Polypropylen liegen bevorzugt
zwischen 25 und 200 µm, insbesondere zwischen 40 und 130 µm.
[0060] Monoaxial gereckte Folien sind überwiegend einschichtig, grundsätzlich können aber
auch mehrschichtige monoaxial gereckte Folien hergestellt werden. Bekannt sind überwiegend
ein-, zwei- und dreischichtige Folien, wobei die Anzahl der Schichten auch größer
gewählt werden kann.
[0061] Weiterhin besonders bevorzugt zur Herstellung der erfindungsgemäßen Klebebänder,
die u.a. zum sicheren Kartonverschluß dienen, sind biaxial gereckte Folien auf Basis
von Polypropylen mit einem Reckverhältnis in Längsrichtung zwischen 1:4 und 1:9, bevorzugt
zwischen 1:4,8 und 1:6 sowie einem Reckverhältnis in Querrichtung zwischen 1:4 und
1:9, bevorzugt zwischen 1:4,8 und 1:8,5.
[0062] Die erzielten Elastizitätsmodule in Längsrichtung, gemessen bei 10% Dehnung nach
ASTM D882, liegen üblicherweise zwischen 1000 und 4000 N/mm
2, vorzugsweise zwischen 1500 und 3000 N/mm
2.
[0063] Die Dicken der biaxial gereckten Folien auf Basis von Polypropylen liegen besonders
zwischen 15 und 100 µm, vorzugsweise zwischen 20 und 50 µm.
[0064] Biaxial gereckte Folien auf Basis von Polypropylen können mittels Blasfolienextrusion
oder mittels üblicher Flachfolienanlagen hergestellt werden. Biaxial gereckte Folien
werden sowohl ein- als auch mehrschichtig hergestellt. Im Falle der mehrschichtigen
Folien können auch hier die Dicke und Zusammensetzung der verschiedenen Schichten
gleich sein aber auch verschiedene Dicken und Zusammensetzungen sind bekannt.
[0065] Besonders bevorzugt für die erfindungsgemäßen Klebebänder sind einschichtige, biaxial
oder monoaxial gereckte Folien und mehrschichtige, biaxiale oder monoaxiale Folien
auf Basis von Polypropylen, die einen ausreichend festen Verbund zwischen den Schichten
aufweisen, da ein Delaminieren der Schichten während der Anwendung nachteilig ist.
[0066] Die Haftung des Haftvermittlers auf der Thermoplastfolie auf Basis von Polyolefinen
kann durch Coronabehandlung oder Flammenvorbehandlung verbessert werden, denn gerade
die Oberflächen der Folien auf Basis von gereckten Polyolefinen können durch diese
allgemein bekannten Verfahren, wie die Corona- oder Flammenbehandlung, behandelt werden.
Bevorzugt sind Oberflächenbehandlungen durch Coronabehandlung.
[0067] Eine Übersicht über die Verfahren zur Oberflächenbehandlung enthält beispielsweise
der Artikel "Surface pretreatment of plastics for adhesive bonding" /A. Kruse; G.
Krüger, A. Baalmann and O. D. Hennemann; J. Adhesion Sci. Technol., Vol 9, No12, pp
1611-1621 (1995).
[0068] Die biaxial gereckten Folien für die erfindungsgemäßen Klebebänder werden auf der
der Masse beziehungsweise dem gegebenenfalls vorhandenen Haftvermittler zugewandten
Seite corona- oder flammenvorbehandelt, allerdings vorzugsweise nicht oberflächenbehandelt
und/oder corona- oder flammenvorbehandelt auf der der Masse abgewandten Seite.
[0069] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der gegebenenfalls
flammen- oder coronabehandelten Folie und der Klebeschicht ein Haftvermittler vorhanden,
der den guten Verbund der Klebemasse mit der Folie und die Vernetzung der Klebemasse
garantiert.
[0070] Der optional eingesetzte Haftvermittler zwischen Klebemasse und Trägerfolie optimiert
den Verbund zwischen den genannten Schichten.
[0071] Der Schichtauftrag der Klebeschicht beträgt insbesondere 10 bis 45 g/qm. In einer
bevorzugten Ausführung wird der Schichtauftrag von 13 bis 28 g/qm eingestellt.
[0072] In einer besonders bevorzugten Variante enthalten die Klebemassen der erfindungsgemäßen
Klebebänder 45 bis 60 Gew.-% Naturkautschuklatex. Weiterhin erfindungsgemäß sind andere
Naturkautschuklatices sowie Mischungen verschiedener Typen von Naturkautschuklatices.
[0073] Je nach Anwendung können der Klebemasse zugesetzt werden, und zwar unabhängig voneinander
gewählt:
a) 0,05 bis 20 Gew.-% |
mindestens eines Farbpigments |
b) 0,05 bis 10 Gew.-% |
mindestens eines Stabilisators und/oder |
c) 0,1 bis 5 Gew.-% |
eines Alterungsschutzmittels |
[0074] Als Rohstoff für die erfindungsgemäßen Klebebänder wird bevorzugt Standard Naturkautschuklatex
mit einem Ammoniakgehalt von 0,7 Gew.-% verwendet, zum einen da der erwähnte Naturkautschuklatex
preisliche Vorteile bietet und zum zweiten da sein relativ hoher Ammoniakgehalt eine
gute Stabilisierung des Naturkautschuklatex ermöglicht. Im wesentlichen eignet sich
Naturkautschuklatex sehr gut für die Verwendung von Klebemassen für Klebebänder. Durch
das sehr hohe Molekulargewicht, die Verschlaufungen der Molekülketten, niedriger Glasübergangstemperatur
und der fehlenden Mastikation, bei der Herstellung der Klebemassen, des Naturkautschuklatex
zeigen Klebemassen auf Basis von Naturkautschuklatex eine hervorragende Ausgewogenheit
zwischen Adhäsion und Kohäsion.
[0075] Diese Eigenschaften sorgen für eine sehr hohe Verpackungssicherheit bei der Verwendung
von Klebebändern mit einer Klebemasse auf Basis von Naturkautschuklatex, besonders
bei Verwendung von kritischen Kartontypen und niedrigen Temperaturen.
[0076] Kritisch kann die mechanische Stabilität des Naturkautschuklatex in Bezug auf mechanische
Scherbelastungen sein. Hierbei führen starke mechanische Scherbelastungen zur Koagulation
des Naturkautschuklatex und somit zur fehlenden Verarbeitbarkeit. Möglichkeiten die
Klebemassen auf Basis von Naturkautschuklatex gegenüber mechanischen Belastungen zu
stabilisieren, sind zum einen der Einsatz von stabilisierenden, geeigneten Harzdispersionen
und zum anderen der Einsatz von Emulgatoren.
[0077] Die erfindungsgemäßen Klebebänder enthalten vorzugsweise Naturkautschuklatex zwischen
30 bis 64,5 Gew.-% des Standard Naturkautschuklatex mit einem hohem Ammoniakgehalt.
[0078] Wäßrige Harzdispersionen, d.h. Dispersionen von Harz in Wasser, sind bekannt. Herstellung
und Eigenschaften sind beispielsweise beschrieben in "Resin Dispersions", Anne Z.
Casey in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, edited
by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York, pp.545-566.
[0079] Harzdispersionen von Kohlenwasserstoffharzen sind ebenfalls bekannt und werden beispielsweise
von der Firma Hercules BV unter dem Handelsnamen Tacolyn angeboten.
[0080] Für die erfindungsgemäßen Klebebänder werden Harzdispersionen auf Basis von Kohlenwasserstoffharzen
oder modifizierten Kohlenwasserstoffharzen als Hauptharzkomponente verwendet. Die
Klebemasse enthält zwischen 35 bis 69,5 Gew.-% der Harzdispersion und bevorzugt zwischen
40 bis 55 Gew.-% der Harzdispersion. Der Feststoffgehalt der Harzdispersion liegt
insbesondere zwischen 40 und 69,5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 45 und 60 Gew.-%.
[0081] Erfindungsgemäß ist auch die Verwendung von Harzdispersion auf Basis von Mischungen
verschiedener Kohlenwasserstoffharze sowie von Mischungen von erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffharzen
mit anderen Harzen.
[0082] Ebenfalls bekannt sind Harzdispersionen auf Basis von modifizierten Kohlenwasserstoffen,
und von besonderem Interesse sind hierbei C5/C9 Kohlenwasserstoff-Harzdispersionen,
welche mit Aromaten modifiziert sind. Hierbei kann durch den Anteil des Aromatengehaltes
die Polarität der Harzdispersion und damit der Klebemasse eingestellt werden. Neben
der Polarität der Klebemasse wird die Härte des Harzes beeinflußt. Je geringer der
Aromatengehalt ist, desto niedriger ist hierbei die Polarität der modifizierten Kohlenwasserstoffharzdispersion.
[0083] Die erfindungsgemäßen Klebebänder enthalten 0,05 bis 20 Gew.-% eines auf Öl basierenden
Additivs, insbesondere eines in Wasser dispergierten Mineralöls.
[0084] In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Klebebänder enthält die Klebemasse
2 bis 12 Gew.-% und in einer besonders bevorzugten Variante 3 bis 10 Gew.-% eines
in Wasser dispergierten Mineralöls.
[0085] Erfindungsgemäß ist auch die Verwendung von Mischungen verschiedener in Wasser dispergierter
Öle sowie die Verwendung von nicht dispergierten Mineralölen.
[0086] Weiterhin ist erfindungsgemäß die Verwendung von verschiedenen Ölen, wie beispielsweise
Mineralöle, natürliche Öle und synthetische Öle. Ebenfalls erfindungsgemäß ist der
Einsatz von Mischungen verschiedener Öle. Erfindungsgemäß ist ebenfalls der Einsatz
einer wäßrigen Öldispersion oder die direkte Verwendung von Öl zusammen mit einem
geeigneten Emulgatorsystem.
[0087] Die Öle der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen der Klebemasse werden vorteilhaft
gewählt aus der Gruppe der unpolaren Lipide. Besonders vorteilhafte Öle im Sinne der
vorliegenden Erfindung sind die im folgenden aufgelisteten.

[0088] Das Additiv auf Basis eines Öls kann vorteilhaft gewählt werden aus folgender Substanzgruppe:
- Mineralöle, Mineralwachse
- Öle, wie Triglyceride der Caprin- oder der Caprylsäure, vorzugsweise aber Rizinusöl;
- Fette, Wachse und andere natürliche und synthetische Fettkörper, vorzugsweise Ester
von Fettsäuren mit Alkoholen niedriger C-Zahl, zum Beispiel mit Isopropanol, Propylenglykol
oder Glycerin, oder Ester von Fettalkoholen mit Alkansäuren niedriger C-Zahl oder
mit Fettsäuren;
- Alkylbenzoate;
- Silikonöle wie Dimethylpolysiloxane, Diethylpolysiloxane, Diphenylpolysiloxane sowie
Mischformen daraus.
[0089] Die Öle im Sinne der vorliegenden Erfindung werden vorteilhaft gewählt aus der Gruppe
der Ester aus gesättigten und/oder ungesättigten, verzweigten und/oder unverzweigten
Alkancarbonsäuren einer Kettenlänge von 3 bis 30 C-Atomen und gesättigten und/oder
ungesättigten, verzweigten und/oder unverzweigten Alkoholen einer Kettenlänge von
3 bis 30 C-Atomen, aus der Gruppe der Ester aus aromatischen Carbonsäuren und gesättigten
und/oder ungesättigten, verzweigten und/oder unverzweigten Alkoholen einer Kettenlänge
von 3 bis 30 C-Atomen. Solche Esteröle können dann vorteilhaft gewählt werden aus
der Gruppe Isopropylmyristat, Isopropylpalmitat, Isopropylstearat, Isopropyloleat,
n-Butylstearat, n-Hexyllaurat, n-Decyloleat, Isooctylstearat, Isononylstearat, Isononylisononanoat,
2-Ethylhexylpalmitat, 2-Ethylhexyllaurat, 2-Hexyldecylstearat, 2-Octyldodecylpalmitat,
Oleyloleat, Oleylerucat, Erucyloleat, Erucylerucat sowie synthetische, halbsynthetische
und natürliche Gemische solcher Ester, zum Beispiel Jojobaöl.
[0090] Ferner können die Öle vorteilhaft gewählt werden aus der Gruppe der verzweigten und
unverzweigten Kohlenwasserstoffe und -wachse, der Silkonöle, der Dialkylether, der
Gruppe der gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten Alkohole,
sowie der Fettsäuretriglyceride, namentlich der Triglycerinester gesättigter und/oder
ungesättigter, verzweigter und/oder unverzweigter Alkancarbonsäuren einer Kettenlänge
von 8 bis 24, insbesondere 12 bis 18 C-Atomen. Die Fettsäuretriglyceride können beispielsweise
vorteilhaft gewählt werden aus der Gruppe der synthetischen, halbsynthetischen und
natürlichen Öle, zum Beispiel Olivenöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Erdnußöl, Rapsöl,
Mandelöl, Palmöl, Kokosöl, Palmkernöl und dergleichen mehr.
[0091] Auch beliebige Abmischungen solcher Öl- und Wachskomponenten sind vorteilhaft im
Sinne der vorliegenden Erfindung einzusetzen. Es kann auch gegebenenfalls vorteilhaft
sein, Wachse, beispielsweise Cetylpalmitat, als alleinige Komponente einzusetzen.
[0092] Vorteilhaft werden die Öle gewählt aus der Gruppe 2-Ethylhexylisostearat, Octyldodecanol,
Isotridecylisononanoat, Isoeicosan, 2-Ethylhexylcocoat, C
12-15-Alkylbenzoat, Capryl-Caprinsäure-triglycerid, Dicaprylylether.
[0093] Besonders vorteilhaft sind Mischungen aus C
12-15-Alkylbenzoat und 2-Ethylhexylisostearat, Mischungen aus C
12-15-Alkylbenzoat und Isotridecylisononanoat sowie Mischungen aus C
12-15-Alkylbenzoat, 2-Ethylhexylisostearat und Isotridecylisononanoat.
[0094] Von den Kohlenwasserstoffen sind Paraffinöl, Squalan und Squalen vorteilhaft im Sinne
der vorliegenden Erfindung zu verwenden.
[0095] Damit eine Klebemasse auf Basis Naturkautschuklatex problemlos hergestellt und verarbeitet
werden kann, ist es notwendig, die wäßrige Klebemasse mit einem geeigneten Entschäumer
zu versehen. Als besonders geeignet für Klebemassen auf Basis Naturkautschuklatex
hat sich der Einsatz von Entschäumern auf Basis von organomodifizierten Polysiloxanen
erwiesen.
[0096] Hierbei zeigen entschäumende Additive auf Basis von organomodifizierten Polysiloxanen
zum einen eine ausgezeichnete schaumzerstörende Wirkung und gleichzeitig zeigt die
Klebemasse auf Basis von Naturkautschuklatex eine kraterfreie Benetzbarkeit der Trägeroberfläche
auf Basis Polypropylen. Dieses Verhalten zeigen alle anderen, erwähnten Entschäumer
nicht.
[0097] Für die erfindungsgemäßen Klebebänder werden organomodifizierte Polysiloxane als
Entschäumer eingesetzt. Die Klebemasse enthält insbesondere 0,001 bis 3,0 Gew.-% eines
Entschäumers auf Basis von organomodifizierten Polysiloxanen. In einer besonders bevorzugten
Ausführung enthält die Klebemasse 0,01 bis 1,0 Gew.-% eines Entschäumers auf Basis
von organomodifizierten Polysiloxanen. Erfindungsgemäß ist auch die Verwendung von
Mischungen verschiedener organomodifizierter Polysiloxane.
[0098] Polysiloxane sind Sauerstoff-Verbindungen des Siliciums der allgemeinen Formel H
3Si-[O-SiH
2]
n-O-SiH
3. Sind die Wasserstoff-Atome durch organische Reste ersetzt, so werden die Verbindungen
als Polyorganosiloxane bezeichnet. Systematisch werden Silicone als Polyorganosiloxane
bezeichnet.
[0099] Alle teilhalogenierten Silane werden wie die vollhalogenierten Silane durch Wasser
unter Bildung von Sauerstoffderivaten des Monosilans schnell zersetzt. Die dabei zunächst
gebildeten Hydrolyseprodukte sind allerdings instabil und kondensieren unter Wasseraustritt
zu Siloxanen beziehungsweise Polysiloxanen. Hierbei kommt es zu gewellten Ring. beziehungsweise
Käfigstrukturen. Ganz entsprechend wie die Siloxan-Grundkörper sind auch durch Austausch
der Wasseratome durch organische Gruppen "organomodifizierte" Siloxane darstellbar.
Diese organomodifierten Siloxane werden als Entschäumer zum Beispiel in der PVC Produktion
eingesetzt oder dienen als entschäumende Additive in der Textilindustrie. Insbesondere
werden organomodifizierte Siloxane überall dort eingesetzt wo herkömmliche Silicone
nicht oder nur bedingt zum Einsatz kommen.
[0100] Entschäumer auf Basis organomodifizierter Polysiloxane können der wäßrigen Klebemasse
zu jedem Zeitpunkt der Formulierung zugesetzt werden und sind Substanzen, die an der
Grenzfläche flüssig-gasförmig einen geschlossenen Film bilden und dadurch dem zu entgasenden
Medium ermöglichen, in sehr kurzer Zeit unter Zerstörung der Gasbläschen die kleinste
Oberfläche und damit den energieärmsten Zustand auszubilden.
[0101] Alterungsschutzmittel für Klebemassen auf Basis von Naturkautschuk sind bekannt.
Drei verschiedene Arten von Alterungsschutzmittel finden als Antioxidantien für Klebemassen
besonders Verwendung. Alterungsschutzmittel auf Basis von Aminen, Dithiocarbamaten
und auf Basis von Phenolen. Alterungsschutzmittel auf Basis von Phenolen sind sehr
wirksam bei Einfluß von UV Strahlung und Sonnenlicht.
[0102] Für die erfindungsgemäßen Klebebänder werden Alterungsschutzmittel auf Basis von
Phenolen eingesetzt. Die Klebemasse enthält insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-% eines Alterungsschutzmittels
auf Basis von Phenolen. Erfindungsgemäß ist auch die Verwendung anderer Typen von
Alterungsschutzmitteln, wie beispielsweise Alterungsschutzmittel auf Basis von Aminen
und Dithiocarbamaten.
[0103] Anorganische und organische Pigmente für Klebmassen auf Basis von Naturkautschuk
sind bekannt. Für die Anfärbung von Klebemassen auf Basis von Naturkautschuk wird
insbesondere Titandioxid beziehungsweise Titandioxid in Kombination mit anders gefärbten
Farbpigmenten eingesetzt.
[0104] Für die erfindungsgemäßen Klebebänder werden geeignete anorganische und/oder organische
Farbpigmente in Dispersionsform eingesetzt. Die Klebemasse enthält vorzugsweise 0,05
bis 20 Gew.-% eines organischen beziehungsweise anorganischen Farbpigments. Weiterhin
erfindungsgemäß ist die Verwendung von Pigmenten auf Basis von Mischungen verschiedener
anorganischer und organischer Pigmente.
[0105] Naturkautschuklatex kann durch den Einsatz geeigneter Stabilisatoren gegenüber mechanischen
Scherkräften stabilisiert werden und somit die Koagulationsneigung vermindert beziehungsweise
ausgeschlossen werden. Als geeignete Stabilisatoren sind Additive auf Basis von Kaliseifen
synthetischer Carbonsäuren. Ebenfalls als Stabilisatoren sind bekannt Ethoxylate mit
einem Ethoxylierungsgrad von größer 30.
[0106] Die erfindungsgemäßen Klebemassen können 0,05 bis 10 Gew.-% geeigneter Stabilisatoren
enthalten.
[0107] Die Herstellung der erfindungsgemäßen Klebebänder kann nach den bekannten Verfahren
erfolgen. Eine Übersicht über übliche Herstellungsverfahren findet sich beispielsweise
in "Coating Equipment", Donatas Satas in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology,
Second Edition edited by Donatas Satas, Van Nostrand New York, pp. 708-808. Die bekannten
Verfahren zum Trocknen und Schneiden der Klebebänder sind ebenfalls im Handbook zu
finden.
[0108] Die erfindungsgemäßen Klebebänder sind für eine große Anzahl von Klebebandanwendungen
geeignet. Ein wichtiges Anwendungsfeld sind Verpackungsanwendungen. Die Klebebänder
sind geeignet als Kartonverschlußbänder, allgemeine Verpackungsklebebänder, Strapping-Tapes,
Klebebänder zum Verschließen von Kunststoffverpackungen und Kunststoffbeuteln. Die
Klebebänder sind zur Palettensicherung geeignet. Weitere Anwendungen sind das Bündeln
loser Güter und Transportgüter, wie beispielsweise Rohren, Holzleisten u.a.. Die erfindungsgemäßen
Klebbänder können zur Transportsicherung von beispielsweise Kühlschränken und anderen
elektrischen und elektronischen Geräten verwendet werden. Weitere Anwendungen sind
Etikettenschutz, Oberflächenschutz, beispielsweise im Baubereich und Aufreißstreifen
für Verpackungen. Ebenso sind Anwendungen im Bürobereich möglich.
[0109] Die Verpackungsklebebänder weisen insbesondere Lauflängen auf von 66, 100 und 1000
m. Als Breite der Rollen werden üblicherweise 18, 24, 36, 48, 50 und 72 mm gewählt.
[0110] Die bevorzugten Farben sind braun, weiß und transparent. Die Bedruckung erfolgt auf
Rollen von 144 oder 150 mm Breite, die anschließend wieder auf die oben genannten
Breiten geschnitten werden.
[0111] Das Abrollgeräusch ist nach einer hervorragenden Ausgestaltung der Erfindung in 25
cm Entfernung zum Klebeband kleiner als 80 dB(A.
[0112] Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen erläutert werden, ohne die
Erfindung unnötig einschränken zu wollen.
Beispiele
Beispiel a: Folie
[0113] Es wird eine biaxial gereckte Folie auf Basis von Polypropylen der Fa. Radici verwendet.
Foliendicke |
28 µm |
Kennzeichnung |
Radil T |
Firma/Hersteller |
Radici SpA |
Reißdehnung längs |
130% |
Reißdehnung quer |
50% |
Elastizitätsmodul längs |
2500 N/qmm |
Elastizitätsmodul quer |
4000 N/qmm |
[0114] Die Oberflächenenergie der unbehandelten BOPP-Folie Radil T25 beträgt weniger als
30 mN/m. Die Oberflächenenergie der Polypropylenoberfläche, die mit Haftvermittler
beschichtet wird, beträgt 44 bis 46 mN/m nach Coronabehandlung.
Die Oberflächenenergie der unbehandelten Polypropylenoberfläche der Folie Radil T25
beträgt weniger als 30 mN/m. Dies ist die der Klebemasse gegenüberliegenden Folienseite.
Beispiel b: Komponenten
[0115] Eingesetzte Komponenten:
- b1
- der Klebemasse
- b1.1
- Naturkautschuklatex beziehbar über die Fa. Weber&Schaer, Hamburg; (Feststoffgehalt
60 %)
- b1.2.1.
- Wäßrige Harzdispersion auf Basis von Kohlenwasserstoffharzen (Fa. Hercules BV, Tacolyn
1070, Feststoffgehalt 55 Gew.-%; Erweichungspunkt 70 °C)
- b.1.3.
- Alterungsschutzmittel Lowinox 2246 der Great Lakes, USA
- b1.4
- Entschäumer TEGO Antifoam 288 der Fa. Goldschmidt, Essen
- b1.5
- Dicera 11833, Öldispersion der Firma Paramelt, NL
- b2
- des Primers
- b2.1
- Trapylen 6965W (Niedrig chloriertes Polypropylendispersion der Fa. Tramaco, Hamburg),
beziehungsweise Butofan LS103 (Styrol-Butadien Dispersion der Firma BASF)
Beispiel c: Rezepturen
[0116]
- c1
- Rezeptur A der Klebemasse
Die Rezeptur ist in Gew.-% angegeben:
Naturkautschuklatex Dispersion |
47 Gew.-% |
Tacolyn 1070 |
47 Gew.-% |
Dicerra 11833 |
5 Gew.-% |
Alterungsschutzmittel |
0,7 Gew.-% |
TEGO anitfoam 288 |
0,3 Gew.-% |
- c2
- Rezeptur B des Primers
[0117] Die Rezeptur ist in Gew.-% angegeben:
Trapylen 6965W |
100 Gew.-% |
Beziehungsweise |
|
Butofan LS103 |
100 Gew.-% |
Beispiel d: Herstellung der Klebemasse und des Primers
[0118] Die Herstellung der zu beschichtenden Klebemassen A wird wie folgt durchgeführt:
- d1
- In die Naturkautschuklatex wird bei 23 °C die Harzdispersion unter ständigem Rühren
mit einem üblichen mechanischen Rührer zugegeben. Danach wird 15 min weiter vorsichtig
gerührt.
- d2
- In die Mischung von Schritt 1 (d1) wird vorsichtig das Alterungsschutzmittel und der
Entschäumer eingerührt. Danach wird 15 min weitergerührt.
- d3
- In die Mischung von Schritt 2 (d2) wird vorsichtig die Öldispersion eingerührt. Danach
wir 15 min weitergerührt. Danach erfolgt die Beschichtung.
[0119] Die Herstellung des Primers mit Rezeptur B wird wie folgt durchgeführt:
- d4
- Trapylen 6965W und Butofan LS103 werden ohne weitere Vorbehandlung vermischt und eingesetzt.
Beispiel e: Beschichtung
[0120] Die Beschichtung der Folie a mit der Primer Rezeptur B und der Klebemasse Rezeptur
A erfolgt durch einen Drahtrakel. Hierbei wird in einem ersten Schritt der Primer
aufgetragen, kurz getrocknet bei 80 bis 90 °C und direkt danach in einem zweiten Schritt
(in-line oder offline) die Klebemasse auf die Primerschicht aufgetragen.
[0121] Das Drahtrakel und die Beschichtungsgeschwindigkeit werden so eingestellt, daß nach
der Trocknung der beschichteten Folie ein Masseauftrag von ca. 18 g/qm gemessen wird
und ein Primerauftrag von 0,6 bis 0,8 g/qm gemessen wird. Die Beschichtung erfolgte
auf einer Technikumstreichanlage mit einer Arbeitsbreite von 500 mm und einer Beschichtungsgeschwindigkeit
von 10 m/min. Hinter der Beschichtungsstation mit Drahtrakelauftragswerk befindet
sich ein Trockenkanal, der mit heißer Luft (ca. 100 °C) betrieben wird. Die beschichtete
Folie wurde in einer Breite von 50 mm und 60 m Länge konfektioniert.
[0122] Die Bestimmung der klebetechnischen Daten erfolgte nach zweitägiger Lagerung bei
23 °C und nach ein- bis dreimonatiger Lagerung bei 23 °C.
Beispiel f: Ergebnisse
[0123] Die eingesetzten Prüfmethoden sind im folgenden kurz charakterisiert:
[0124] Zur Bestimmung des
Masseauftraqs wird aus der beschichteten Folie ein kreisrundes Muster mit bekanntem Flächeninhalt
ausgeschnitten und gewogen. Danach wird die Klebemasse durch Ablösen mit Benzin entfernt
und die nun klebemassefreie Folie erneut gewogen. Aus der Differenz wird der Masseauftrag
in g/m
2 berechnet.
[0125] Zur Charakterisierung des
Anfaßvermöqens zu Karton wird das Klebeband mit einem handelsüblichen Handabroller auf den Karton
aufgebracht und mittels einer 2 kg schweren Stahlrolle angedrückt (zweimaliges Überrollen).
Nach einer Wartezeit von 3 min wird das Klebeband mit einer Geschwindigkeit von ca.
30m/min unter einem Winkel von ca. 130° zur Kartonoberfäche parallel abgezogen. Die
Beurteilung des Anfaßvermögens zu Karton erfolgt qualitativ anhand der Menge an ausgerissenen
Papierfasern im Vergleich zu einem handelsüblichen Verpackungsklebeband wie tesapack
4124 der Fa. Beiersdorf, dessen Anfaßvermögen sehr gut charakterisiert wird.
[0126] Zur Bestimmung der
Verpackungssicherheit wird ein Standardkarton (Versandkarton; 425 mm x 325 mm x 165 mm: Länge x Breite
x Höhe: Fa. Europakarton; aufgebaut aus zweiwelliger Wellpappe mit 125 g/qm Außenlage
aus Kraftliner) mit dem Klebeband mittels eines handelsüblichen Verpackungsautomaten
(Fa. Knecht, Modell 6030 und Verschlußaggregat 6230, Einstellung ohne Bremsweg) verschlossen.
Das Klebeband wird mittig im üblichen U-Verschluß aufgebracht, so daß an den Stimseiten
jeweils 60 mm Klebeband verklebt sind. Der Karton wird vor dem Verschließen vollständig
mit Erbsen gefüllt und auf der Seitenfläche liegend bei 40 °C und bei 23 °C gelagert.
Die Verpackungssicherheit wird sehr gut charakterisiert, wenn der Karton länger als
30 Tage verschlossen bleibt. Weiterhin wird das Rutschen des Klebebandes am Karton
beziehungsweise das Verhalten des Klebebandes an den verklebten Stellen charakterisiert
und beschrieben und mit dem Referenzklebeband verglichen (Tabelle 1 ).
[0127] Die Bestimmung des
Abrollgeräusches erfolgt beim Abrollen des Klebebandes mit einer Abrollgeschwindigkeit von 45 m/min.
Gemessen wird Abrollgeräusch in dB (A) im Abstand von 25 cm vom Zentrum der Klebebandrolle
mit einem handelsüblichen Lautstärkemeßgerät der Firma Brüel&Kjear (Type 2226). Eine
gemessene Lautstärke kleiner als 80 dB (A) wird als leise eingestuft.
[0128] Die Messung der
Abrollkraft erfolgt bei konstanter Abrollgeschwindigkeit (30 m/min) durch Messung des Drehmoments
und Berechnung der Abrollkraft nach den bekannten Formeln in N/cm.
[0129] Die Messung der
Wirksamkeit des Entschäumers erfolgt durch Messung der Schaumhöhe nachdem die zu untersuchende Rezeptur 5 Minuten
bei 1200 r.p.m. gerührt wird. Danach wird die Schaumhöhe in Millimeter gemessen.
[0130] Die Messung der
Benetzbarkeit und der Kraterbildung der eingesetzten Klebemassen in Abhängigkeit des Entschäumers auf Trägern auf Basis
von Polyolefinen wird optisch eingeschätzt. Hierbei wird die Klebemasse auf eine Oberfläche
von unbehandeltem Polyolefinen oder geprimerten Polyolefinen als dünner Film verteilt
und die Kraterbildung 1 bis 2 Minuten beurteilt. Wenn nach 1 bis 2 Minuten keine Krater
beziehungsweise Benetzungsprobleme auftauchen wird die Probe als gut beurteilt.
[0131] Die Beurteilung der Eignung organomodifizierter Polysiloxane als Entschäumer für
wäßrige Klebemassen insbesondere auf Basis von Naturkautschuklatex im Vergleich zu
herkömmlichen Entschäumern ist in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1:
Vergleich der Entschäumer |
|
Kein
Entschäumer |
Standard
Entschäumer
A
(zum Beispiel
Mineralölbasierend) |
Standard
Entschäumer
B
(zum Beispiel
Niedrige
Konzentration-siliconbasierend) |
Entschäumer auf
Basis organo- modifizierter
Polysiloxane |
Entschäumende
Wirkung |
-- |
+ |
- |
+ |
Benetzung der
Klebemasse auf
Polyolefinen |
++ |
- |
+ |
++ |
[0132] (Als Standard Entschäumer werden hier die Entschäumer A und B, siehe Tabelle 1, in
das Beispiel einbezogen. Die Wirksamkeit und Gesamtleistung des Entschäumers ist hierbei
sehr stark konzentrationsabhängig. Es wurde als Standardkonzentration 0,3 Gew.-% Entschäumer
angenommen, siehe Rezeptur A, Beispiel c1)
[0133] Die Ergebnisse der Untersuchung eines erfindungsgemäßen Klebebands mit ungeprägter
Folie und die Einschätzung zu Vergleichsklebebändern ist in Tabelle 2 wiedergegeben.
Tabelle 2:
Verhalten der erfindungsgemäßen Klebebänder |
Aufbau/
Lagerzeit/
Temperatur |
Muster A |
Muster B |
Muster D |
|
|
4024PV2 |
tesa 4089
Mit Rückseitenlackierung |
Klebemasse |
Klebemasse A |
Acrylatdispersion |
Lösemittelhaltige
Naturkautschukmasse |
Träger |
Folie a |
Folie a |
Folie a |
Primer |
Rezeptur B |
Kein Primer |
Standard Primer |
Klebemasseauftrag [g/m2] |
18 bis 22 |
24 |
20 |
Auftrag Primerschicht [g/m2] |
0,8 |
- |
0,6 |
Masseverankerung |
Gut |
Gut |
Gut |
Abrollverhalten
[laut/leise] |
leise |
leise |
laut |
Abrollkraft bei
30 m/min [N/cm] |
4,3 |
4,5 |
0,7 |
Verpackungs-sicherheit |
Sehr gut |
Gut |
Gut |
Anfaßverhalten zu Karton |
Gut |
Sehr gut |
Gut |